饮用水水质微生物安全保障理论与技术

本书以城市供水水质微生物安全保障为目标，聚焦饮用水水质微生物学问题，主要内容包括饮用水水质微生物安全基本理论，饮用水微生物安全评价方法，饮用水氯化消毒中“中间状态”细菌的识别与控制，城市供水系统中微生物耐氯与增殖机制研究，城市供水系统中抗性基因、毒力基因及其风险研究，不同供水管材表面微生物生长与抗生素抗性基因传播机制，保障供水系统微生物安全的工艺运行控制措施等，涵盖城市供水全流程，并根据水厂净化工艺“承上启下”功能和基于供水末端微生物生长溯源分析提出供水系统微生物控制策略。本书可作为城市供水行业相关研究人员和技术管理人员的参考书。

白晓慧，上海交通大学生命科学技术学院教授，博士生导师。主要从事水质微生物学与过程控制相关理论与技术研究。曾主持国家自然科学基金、国家水体污染控制重大专项子课题、上海市科委和上海市供水行业各类项目。出版教材、专著、译著12部。在Nature Water、Water Research等期刊发表文章100余篇。

第1章 饮用水水质微生物安全基本理论

1.1 与饮用水相关的微生物危害

1.1.1 介水传播病原体及其危害

1.1.2 供水系统中病原体的赋存特征与传播途径

1.1.3 病原体在供水系统中的存活与生长

1.1.4 饮用水中病原微生物的风险评价

1.1.5 水质微生物安全保障与消毒

1.2 饮用水中的参考病原体

1.2.1 当前饮用水水质标准中主要参考病原体及其卫生学意义

1.2.2 饮用水中指示生物的选择原则

1.2.3 当前饮用水卫生标准中微生物指标体系的不足与思考

第2章 饮用水微生物安全评价方法

2.1 基于计数法的饮用水微生物安全评价

2.1.1 国标菌落总数

2.1.2 异养菌平板计数法

2.1.3 流式细胞术

2.1.4 腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)法

2.1.5 实时荧光定量PCR法

2.2 高通量测序技术评价饮用水微生物安全

2.2.1 原理与方法

2.2.2 高通量测序技术在饮用水微生物安全评价中的应用

2.3 宏基因组评价饮用水微生物安全

2.3.1 原理与方法

2.3.2 宏基因组技术在饮用水微生物安全评价中的应用

第3章 饮用水氯化消毒中“中间状态”细菌的识别与控制

3.1 饮用水中“中间状态”损伤细菌的识别与存活机制

3.1.1 饮用水中“中间状态”细菌识别与修复机制研究进展

3.1.2 饮用水中“中间状态”细菌的识别特征

3.1.3 饮用水中“中间状态”细菌的DNA修复行为及相关机制

3.2 水厂净化工艺过程中“中间状态”细菌的控制策略

3.2.1 饮用水中“中间状态”细菌控制策略研究进展

3.2.2 材料与方法

3.2.3 单氯化消毒对“中间状态”细菌的灭活效能

3.2.4 紫外线-氯化组合消毒对“中间状态”细菌的灭活效能

3.3 输配系统中“中间状态”细菌的分布特征与迁移规律

3.3.1 输配系统中“中间状态”细菌的数量变化特征

3.3.2 输配系统中“中间状态”和完整细菌的物种组成分析

3.3.3 “中间状态”和完整细菌的表型与功能特征

3.3.4 输配系统中“中间状态”和完整细菌的迁移变化规律

第4章 城市供水系统中微生物耐氯与增殖机制研究

4.1 城市供水系统中微生物耐氯与增殖机制概述

4.1.1 供水系统中细菌耐氯的一般机制

4.1.2 供水系统中微生物增殖的一般机制

4.2 基于微生物互作和代谢途径分析的细菌耐氯分子机制

4.2.1 材料与方法

4.2.2 供水系统中耐氯菌的组成特征和互作网络

4.2.3 耐氯菌的优势代谢途径

4.2.4 GlnRS基因的克隆和序列分析

4.2.5 GlnRS过表达对菌株氯胺耐受性的影响

4.3 DNA磷硫酰化修饰对水中微生物耐氯性能的影响

4.3.1 DNA磷硫酰化修饰及其抗氧化功能

4.3.2 dndABCDE基因簇在生物膜和水中的分布特征

4.3.3 水厂进出水中mcr-1、blaNDM-1和dndB的赋存特征

4.3.4 饮用水中dndB、mcr、NDM和氯胺消毒剂间的相关性分析

4.3.5 dndB蛋白对细胞氯耐受性的保护及与其他耐药基因的关系

4.4 不完全硝化对管网末梢微生物增殖的影响机制

4.4.1 材料与方法

4.4.2 细菌、真菌和藻类群落结构组成在管网和二次供水系统中的对比

4.4.3 城市供水系统微生物增殖潜力评估

4.4.4 硝化作用与生物量之间的关系

4.4.5 硝化作用与微生物共生网络的关系

4.4.6 硝化细菌与供水系统中微生物的相互作用

4.4.7 氯氧化作用促进末梢水生物量增加的验证

第5章 城市供水系统中抗性基因、毒力基因及其风险研究

5.1 mcr-1和blaNDM-1介水传播对小鼠肠道细菌耐药性的影响

5.1.1 材料与方法

5.1.2 饮用原水中ARG的丰度变化

5.1.3 净水工艺对mcr-1和blaNDM-1绝对丰度的影响

5.1.4 供水管网及二次供水中mcr-1和blaNDM-1的沿程变化

5.1.5 供水系统中MGE和ARB的分布特征

5.1.6 饮用水中mcr-1和blaNDM-1对小鼠肠道微生物耐药性的影响

5.2 供水系统细菌内酰胺类抗生素抗性风险及其调控

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